ANALISIS PENGARUH VARIASI METODE PENGERINGAN

TERHADAP PERUBAHAN KUALITAS FISIK SIMPLICIA

TEMULAWAK (Curcuma xanthorrhiza)

PROPOSAL PENELITIAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

Diajukan oleh :

AULIA FAHMI

07/256897/TP/09054

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2011

0

PROPOSAL PENELITIAN

ANALISIS PENGARUH VARIASI METODE PENGERINGAN

TERHADAP PERUBAHAN KUALITAS FISIK SIMPLICIA

TEMULAWAK (Curcuma xanthorrhiza)

Diajukan oleh :

AULIA FAHMI

07/256897/TP/09054

Program Studi

Teknik Pertanian

Bulan / Tahun

Februari/ 2011

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr.Ir.   Nursigit Bintoro , M.Sc . Sri Rahayoe. S.TP, M.P

NIP. 196305251989031004 NIP. 197012311997022001

Mengetahui

Wakil Dekan Bidang Akademik

Dr. Ir. Bambang Purwantana, M.Agr

NIP. 196112161989031001

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengeringan merupakan salah satu langkah pascapanen dalam proses

pengolahan produk pertanian. Pengeringan dilakukan untuk menjadikan bahan

lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dalam

pengemasan, berat pada bahanpun ikut berkurang karena kandungan air dalam

bahan berkurang. Pengeringan bertujuan untuk mengurangi kandungan air dalam

bahan sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikroba maupun reaksi yang

tidak diinginkan sehingga dapat menjaga kualitas bahan yang ada selama waktu

yang cukup lama.

Di Indonesia, umumnya pengeringan produk pertanian dilakukan dengan

sistem alami, yaitu dengan cara penjemuran di bawah sinar matahari. Pengeringan

di industri, umumnya dilakukan dengan menggunakan alat pengering buatan.

Keuntungan pengeringan dengan cara penjemuran di bawah sinar matahari adalah

tidak memerlukan biaya yang banyak, namun sangat tergantung pada cuaca

setempat sehingga memerlukan waktu yang lama dan bervariasi, sukar dikontrol.

Selain itu, dalam hal mutu produk juga beragam dan dapat terkontaminasi

mikroorganise atau kotoran. Keuntungan pengeringan dengan alat-alat pengering

buatan adalah tidak bergantung pada cuaca sehingga bisa dilakukan dalam waktu

24 jam, kapasitas pengeringan dapat disesuaikan, dan kondisi pengeringan

terkontrol. Namun, pengeringan dengan alat pengering buatan membutuhkan

biaya yang cukup besar dan energi yang dibutuhkan untuk pengeringan.

Sebagian besar produk pertanian dapat dikeringkan untuk memudahkan

dalam pemanfaatannya. Salah satu produk pertanian yang umumnya dikeringkan

untuk dimanfaatkan adalah jenis rimpang (rhizoma) yang umumnya dimanfaatkan

sebagai tanaman obat (simplisia), seperti temulawak. Temulawak adalah tanaman

rimpang yang sangat populer dimanfaatkan sebagai bahan obat di Indonesia.

Dalam pengeringan, akan terjadi perubahan sifat kinetika dan kualitas pada

simplicia temulawak. Perubahan ini dikarenakan panas yang diberikan pada

2

produk pertanian. Panas dapat mengubah kandungan dan sifat fisik bahan

pertanian tersebut. Adanya perubahan kinetika simplisia temulawak akibat proses

pengeringan mempengaruhi kualitas dari produk simplisia temulawak tersebut.

Dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh berbagai metode pengeringan

yang dipakai terhadap produk simplicia temulawak yang dihasilkan. Metode

pengeringan yang dipakai, yaitu pengeringan dengan mennggunakan cabinet

dryer, modifikasi pengering rumah kaca, pengering dengan tekanan vakuum, dan

pengeringan langsung menggunakan energi matahari. Keempat metode ini

mempunyai karakteristik masing-masing yang disertai dengan kelebihan dan

kelemahannya. Pada cabinet dryer, panas bersumber dari tenaga elekrik. Metode

pengering rumah kaca dan pengeringan secara langsung bersumber dari tenaga

alami, yaitu panas dari sinar matahari. Hanya saja pada pengering rumah kaca

keadaan sekitar dapat terkontrol karena menggunakan prinsip efek rumah kaca.

Metode pengeringan dengan tekanan vakum bersumber dari tekanan yang

dimodifikasi vakuum.

Modifikasi pengeringan dengan efek rumah kaca bertujuan untuk

meminimalisir resiko yang disebabkan kelemahan dari pengeringan langsung di

lantai jemur. Kelemahan yang paling mencolok dari penjemuran langsung adalah

resiko tercemar kotoran, suhu pengeringan yang tidak homogen sehingga akan

berdampak negatif terhadap produk. Pada modifikasi pengeringan dengan efek

rumah kaca, panas akan terperangkap dalam ruangan sehingga efektifitas

pengeringan akan dapat ditingkatkan. Panas dalam bentuk gelombang pendek

akan memasuki rumah kaca dan akan dipantulkan oleh bahan dalam bentuk

gelombang panjang yang tidak dapat menembus ruang. Panas yang terperangkap

akan menurunkan kelembaban ruangan sehingga akan membantu meningkatkan

efektifitas pengeringan. Untuk suhu pada pengering rumah kaca baru mencapai

40-45°C, lebih rendah dari pengeringan langsung.

Pengering vakum merupakan pengering memanfaatkan media pemanas air

yang dipanaskan oleh heater listrik sehingga air panas tersebut menyelubungi

tabung pengering dan juga melewati dalam ruang pengering melalui pipa-pipa

3

yang terpasang, dimana di atas pipa-pipa tersebut akan ditempatkan rak

pengering.

Pengeringan yang dilakukan secara mekanis, yakni dengan menggunakan

alat pengering buatan (cabinet dryer) dapat mempermudah dalam mengontrol

faktor-faktor dalam proses pengeringan. Pengaturan suhu udara misalnya, dapat

menghasilkan produk yang jauh lebih homogen dan teratur bila suhu udara

pengering tersebut diatur sesuai dengan sifat bahan dan hasil yang dikehendaki.

Dengan sifat dan metode pengeringan yang berbeda ini, maka peneliti

akan meneliti pengaruh dari berbagai metode pengering dalam menghasilkan

simplicia temulawak.

B. Tujuan

Secara umum, tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan pengaruh

dari empat metode pengering terhadap karakteristik sifat fisik dan kualitas dari

produk pertanian temulawak . Adapun tujuan khusus dari penelitian ini yaitu:

1. Mengkaji perubahan kadar air tiap waktu (dKA/dt) pada temulawak selama

proses pengeringan,

2. Mengkaji perubahan suhu tiap waktu (dT/dt) pada temulawak selama proses

pengeringan,

3. Mengkaji perubahan tekstur tiap waktu (dσ/dt) pada temulawak selama proses

pengeringan,

4. Mengkaji penyusutan tebal dan volume tiap waktu (dl/dt, dV/dt) pada

temulawak selama proses pengeringan, dan

5. Mengaplikasikan persamaan kinetika untuk mengetahui perubahan kadar air,

temperatur, warna, tekstur, penyusutan tebal dan volume temulawak selama

proses pengeringan.

C. Manfaat

Dengan penelitian ini diharapkan :

1. Diperoleh pengaruh dari berbagai metode pengeringan terhadap kinetika

dan perubahan kualitas simplicia temulawak.

4

2. Teknik Pertanian dapat membantu memberikan usulan dan evaluasi

metode pengeringan yang paling baik dalam menghasilkan produk simplicia

temulawak

D. Batasan Penelitian

Penelitian ini akan mengkaji perubahan penyusutan kualitas bahan (kadar

air, suhu, tekstur, warna, penyusutan tebal dan volume) simplicia temulawak

selama pengeringan berlangsung dengan variasi empat metode pengeringan

dengan cabinet dryer, pengering rumah kaca termodifikasi, pengering vakuum,

dan dengan penjemuran langsung (sun drying).

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengeringan

Pengeringan adalah pengurangan kadar air suatu bahan sampai batas

tertentu dengna jalan penguapan tanpa merusak jaringan aslinya, sehingga bahan

yang sudah kering bersifat reversibel (Suyitno, 1987).

Pengeringan merupakan usaha untuk menurunkan kadar air bahan

sampai ke tingkat yang diinginkan dan menghilangkan aktivitas enzim yang

bisa menguraikan lebih lanjut kandungan zat aktif. Pengeringan juga bertujuan

untuk memudahkan dalam pengelolaan dan agar lebih tahan disimpan dalam

jangka cukup lama (Hernani dan Nurjanah, 2009).

Pengeringan adalah penguarangan sebagian kandungan air dalam bahan

dengan cara termal. Proses pengeringan meliputi fenomena penghantaran panas

dan massa secara serempak yang bertujuan untuk memperpanjang umur simpan

dan memperlambat kerusakan biji akibat aktivitas biologis sebelum baan diolah.

Variabel-variabel yang mempengaruhi pengeringan adalah suhu udara,

kelembaban udara, kecepatan udara, kadar air awal, dan kadar air akhir bahan

(Sumarsono (2003) dalam Fadillah (2009).

Pengeringan ialah suatu cara/proses untuk mengeluarkan atau

menghilangkan sebagian air dari suatu bahan , dengan cara menguapkan sebagian

besar air yang dikandungnya dengan menggunakan enersi panas. Biasanya

kandungan air bahan dikurangi sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh

lagi di dalamnya. Pengeringan dapat pula diartikan sebagai suatu penerapan panas

dalam kondisi terkendali , untuk mengeluarkan sebagian besar air dalam bahan

pangan melalui evaporasi (pada pengeringan umum) dan sublimasi (pada

pengeringan beku) (http://software-komputer.blogspot.com/2008/04/pengawetan-

dengan-cara-pengeringan.html)

Penguapan air dari bahan selama pengeringan terjadi karena adanya

perbedaan tekanan uap di dalam bahan dengan tekanan uap di udara sekitarnya.

Laju penguapan air dari bahan dapat dipercepat dengan menaikkan tekanan uap

6

dalam partikel dan menurunkan tekanan uap di udara dengan memanasi bahan dan

udara pengering (Henderson dan Perry, 1976).

Laju pengeringan konstan berlangsung sepanjang tersedia air bebas pada

permukaan bahan. Periode laju menurun terjadi saat permukaan bahan sudah agak

kering karena massa air yang dipindahkan dari bagian dalam bahan menuju

permukaan bahan lebih kecil jika dibandingkan dengan penguapan air dari

permukaan ke udara sekeliling. (Henderson dan Perry, 1976 )

Mekanisme pengeringan menurut Earle (1969) terjadi apabila udara panas

dialirkan pada suatu bahan yang basah, maka panas dalam udara tersebut akan

dipindahkan ke permukaan bahan yang akan menyebabkan air pada bahan

menguap. Uap air terdifusi melewati batas lapisan udara dan terbawa udara yang

bergerak. Keadaan tersebut menciptakan daerah bertekanan uap air yang lebih

rendah pada permukaan bahan sehingga terbentuk gradien tekanan uap air dari

bagia dalam bahan. Gradien ini bertindak sebagai tenaga pendorong pemindahan

air dari dalam bahan.

Uap air ditahan dalam berbagai derajat pengikatan. Air ditahan oleh gaya-

gaya yang intensitasnya mempunyai selang dari gaya yang paling lemah (yang

menahan uap air di permukaan ) sampai ikatan kimia yang paling kuat. Di dalam

pengeringan, air yang tertahan sangat lemah akan dipindahkan dengan sangat

mudah.Dengan demikian, dapat diperkirakan bahwa laju pengeringan akan

menurun apabila kandungan air menurun seba air yang tertinggal terikat lebih kuat

daripada yang diuapkan (Earle, 1969 ).

Menurut Supriono (2003 ), setelah panas sampai ke bahan pangan, maka

air dari sel – sel bahan pangan akan bergerak ke permukaan bahan kemudian

keluar. Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah

sebagai berikut (1). Air bergerak melalui tekanan kapiler; (2). Penarikan air

disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan di setiap bagian bahan; (3).

Penarikan air ke perumukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan –

lapisan permukaan komponen padatan dari bahan; (4). Perpinahan air dari bahan

ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.

7

Pengeringan merupakan salah satu metode penting untuk kegiatan

penyimpanan bahan makanan dalam waktu yang lama. Air yang keluar dari dalam

bahan akan membantu bahan mengurangi pertumbuhan dan reproduksi

mikroorganisme, memperlambat kerja enzim, dan meminimalisir media tumbuh

mikroorganisme (Watson dan Harper, 1988 ).

Proses pengeringan produk makanan membutuhkan waktu dalam

menghasilkan produk kering yang diinginkan. Bila berat suatu produk

diperhitungkan sebagai fungsi faktu, maka akan didapatkan bentuk grafik sebagai

berikut.

Dari gambar di atas, proses 1 ke 2 menunjukkan proses awal aliran udara

panas dapat menguapkan sejumlah air dalam bahan sebanding lurus dengan

pertambahan waktu pengeringan. Pada proses 2 ke 3 dengan bertembahanya

waktu kapasitas proses penguapan air semakin berkurang disebabkan telah

menurunnya temperatur aliran udara panas dan naiknya kelembaban relaitf udara

sehingga udara panas menjadi jenuh dan tidak mampu lagi menguapkan air.

Untuk alasan inilah proses pengeringan dengan aliran udara panas ini harus

disediakan udara dalam jumlah besar agar kualitas bahan yang akan dikeringkan

sesuai dengan yang ditetapkan (Sumarsono (2003) dalam Fadillah (2009) )

8

1

23Moisture

content

Aspek-aspek yang perlu diperhatikan dalam pengeringan adalah

(Desroiser, 1988 ) :

1) Toleransi suhu

Suhu yang terlalu tinggi dalam pengeringan dapat menyebabkan kerusakan

pada bahan, misalnya bahan dapat mengalami case hardening (pengerasan

bahan pada permukaan).

2) Respon kelembaban

Proses pengeringan bahan kadang-kadang memerlukan kelembaban tertentu

supaya tidak terjadi perubahan yang merugikan seperti perubahan warna,

aroma, dan sebagainya.

3) Daya tahan terhadap tekanan

Bahan-bahan seperti padi-padian dapat menahan tekanan tinggi tetapi tidak

demikian halnya dengan bahan yang diiris, sehingga tekanan dalam

pengeringan perlu diatur sesuai dengan komoditasnya.

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pengeringan, antara lain

waktu pengeringan, suhu pengeringan, kelembapan udara di sekitarnya,

kelembapan bahan atau kandungan air dari bahan, ketebalan bahan yang

dikeringkan, sirkulasi udara, dan luas permukaan bahan (Hernani dan

Nurjanah, 2009 ).

B. Simplicia

Simplisia adalah bahan alamiah yang dipergunakan sebagai obat yang

belum mengalami pengolahan apa pun juga dan kecuali dinyatakan lain, berupa

bahan yang dikeringkan. Simplisia dibedakan menjadi simplisia nabati, simplisia

hewani dan simplisia pelikan (mineral). Simplisia nabati adalah simplisia yang

berupa tumbuhan utuh, bagian tumbuhan atau eksudat tumbuhan (Prayetno,2010).

Dalam hal simplisia sebagai bahan baku (awal) dan produk siap

dikonsumsi langsung, dapat dipertimbangkan tiga konsep untuk menyusun

parameter standar mutu yaitu sebagai berikut (Anonim (2000) dalam Prayetno

(2010) ):

1. Bahwa simplisia sebagai bahan kefarmasian

seharusnya mempunyai tiga parameter mutu umum suatu bahan (material),

9

yaitu kebenaran jenis (identifikasi), kemurnian (bebas dari kontaminasi kimia

dan biologis), serta aturan penstabilan (wadah, penyimpanan dan

transportasi).

2. Bahwa simplisia sebagai bahan dan produk

konsumsi manusia sebagai obat tetap diupayakan memiliki tiga paradigma

seperti produk kefarmasian lainnya, yaitu Quality-Safety-Efficacy (mutu-

aman-manfaat).

3. Bahwa simplisia sebagai bahan dengan kandungan

kimia yang bertanggung jawab terhadap respons biologis untuk mempunyai

spesifikasi kimia, yaitu informasi komposisi (jenis dan kadar) senyawa

kandungan.

Cara pembuatan simplisia dapat dilakukan dengan cara pengeringan,

fermentasi, dan proses khusus. Simplisia dibuat dengan cara pengeringan, yaitu

(1).Bahan baku dirajang dengan ukuran tertentu agar cepat kering;

(2).Pengeringan dilakukan dengan cepat agar tidak ditumbuhi kapang; (3).Suhu

tidak terlalu tinggi agar tidak terjadi perubahan kimia kandungan bahan aktif.

Simplisia yang dibuat dengan proses fermentasi dilakukan dengan seksama agar

tidak berkelanjutan ke arah yang tidak diinginkan. Simplisia dibuat dengan proses

khusus, yaitu (1).Penyulingan; (2).Pengentalan eksudat nabati; (3).Pengeringan

sari air (Prayetno, 2010 ).

Pada pembuatan simplisia dengan cara pengeringan dilakukan dengan

cepat, tetapi pada suhu yang tidak terlalu tinggi. Pengeringan dengan waktu

lama akan mengakibatkan simplisia yang diperoleh ditumbuhi kapang.

Pengeringan yang dilakukan pada suhu terlalu tinggi akan mengakibatkan

perubahan kimia pada kandungan senyawa aktifnya. Untuk mencegah hal

tersebut, bahan simplisia yang memerlukan perajangan perlu diatur perajangannya

sehingga diperoleh tebal irisan yang pada pengeringannya tidak mengalami

kerusakan. Cara pembuatan simplisia dengan pengeringan, yaitu sebagai berikut

(Prayetno, 2010 ).

1. Pengumpulan bahan baku

10

Kadar senyawa aktif dalam suatu simplisia berbeda–beda antara lain

tergantung pada :

a) bagian tanaman yang digunakan

b) Umur tanaman atau bagian tanaman pada saat panen

c) Waktu panen

d) Lingkungan tempat tumbuh

Menurut Sembiring (2007 ), untuk jenis rimpang waktu pemanenan

bervariasi tergantung peng-gunaan.  Tetapi  pada umumnya pemanenan

dilakukan pada saat tanam-an berumur 8 - 10 bulan.  Seperti rimpang jahe,

untuk  kebutuhan ekspor dalam bentuk segar jahe dipanen pada umur 8 - 9

bulan setelah tanam, sedangkan untuk bibit 10 - 12 bulan.  Selanjutnya untuk

keperluan pem-buatan jahe asinan, jahe awetan dan permen dipanen pada

umur 4 - 6 bulan karena pada umur tersebut serat dan pati belum terlalu

tinggi. Sebagai bahan obat, rimpang di-panen setelah tua yaitu umur 9 - 12

bulan setelah tanam. Untuk temu-lawak pemanenan rimpang dilaku-kan

setelah tanaman berumur 10 - 12 bulan. Temulawak yang dipanen pada umur

tersebut menghasilkan kadar minyak atsiri dan kurkumin yang tinggi.

Penanaman rimpang dilakukan pada saat awal musim hujan dan dipanen pada

pertengahan musim kemarau.

2. Sortasi basah

Sortasi basah dilakukan untuk memisahkan kotoran – kotoran atau bahan

– bahan asing lainya dari bahan simplisia.

3. Pencucian

Pencucian dilakukan untuk menghilangkan tanah dan pengotoran lainya

yang melekat pada bahan simplisia.

4. Perajangan

Perajangan bahan simplisia dilakukan untuk mempermudah proses

pengeringan, pengepakan dan penggilingan. Tanaman yang baru diambil

jangan langsung dirajang tetapi dijemur dengan keadaan utuh selama 1

hari. Perajangan dapat dilakukan dengan pisau, dengan alat mesin

11

perajang khusus sehingga diperoleh irisan tipis atau potongan dengan

ukuran yang dikehendaki.

Menurut Sembiring (2007), Perajangan pada bahan dilakukan untuk

mempermudah proses selanjutnya seperti pengeringan, pengemasan,

penyulingan minyak atsiri dan penyimpanan.  Perajangan biasanya hanya

dilakukan pada bahan yang ukurannya agak besar dan tidak lunak seperti

akar, rim-pang, batang, buah dan lain-lain.  Ukuran perajangan tergantung

dari bahan yang digunakan dan ber-pengaruh terhadap kualitas simplisia yang

dihasilkan. Perajangan terlalu tipis dapat mengurangi zat aktif  yang

terkandung dalam bahan.  Sedangkan jika terlalu tebal, maka pengurangan

kadar air dalam bahan agak sulit dan memerlukan waktu yang lama dalam

penjemuran  dan kemungkinan besar bahan mudah ditumbuhi oleh jamur.

Ketebalan perajangan untuk rimpang temulawak adalah sebesar 7 - 8

mm, jahe, kunyit dan kencur 3 - 5 mm (Sembiring,2007). Menurut IptekNet

(2005), perajangan rimpang temulawak adalah sebesar 5 – 7 mm. Bentuk

irisan split atau slice tergantung tujuan pemakaian.  Untuk tujuan

mendapatkan minyak atsiri yang tinggi bentuk irisan sebaiknya adalah

membujur (split) dan jika ingin bahan lebih cepat kering bentuk irisan

sebaiknya me-lintang (slice) (Sembiring,2007).

5. Pengeringan

Tujuan pengeringan ialah untuk mendapatkan simplisia yang tidak mudah

rusak, sehingga dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama. Dengan

mengurang kadar air dan menghentikan reaksi enzimatik akan dicegah

penurunan mutu atau perusakan simplisia. Pengeringan yang salah

mengakibatkan face hardening

Cara pengeringan :

a) Alami : - cahaya matahari langsung ( kayu, kulit kayu, biji dll )

- diangin – anginkan ( daun, bunga, bahan aktif mudah menguap )

b). Buatan, pengaturan oleh manusia

- kelembaban ruang pengeringan

- sirkulasi udara ruang pengeringan

12

Kondisi pengeringan ( buatan ) :

a) suhu < 60°C selama 8 – 10 jam

b) kelembaban relatif 90%

c) ada sirkulasi udara

d) tempat pengeringan memungkinkan sirkulasi udara dari atas ke

bawah (tidak menggunakan plastik atau logam )

e) peletakkan bahan yang dikeringkan, lapisan setipis mungkin

6. Sortasi kering

Sortasi setelah engeringan sebenarnya merupakan tahap akhir

pembuatan simplisia. Tujuan sortasi untuk memisahkan benda – benda asing

seperti bagian – bagian tanaman yang tidak diinginkan dan pengotor –

pengotor lain yang masih ada dan tertinggal pada simplisia kering.

C. Kinetika Bahan

1. Kadar Air

Bahan pertanian umumnya bersifat hygroskopis, sedangkan udara bebas

dalam keadaan

Kadar air bahan dapat dinyatakan berdasarkan berat basah dan berat

kering. Atas dasar wet basis kadar air dinyatakan sebagai perbandingan antara

berat air yang terkandung di dalam bahan terhadap berat semula/total bahan.

Sedangkan kadar air dry basis dinyatakan sebagai perbandingan antara berat air

yang terkandung dalam bahan dengan berat padatan bahan tersebut. Jika berat

bahan basah (w) serta berat bahan kering (d) maka cara penentuan kadar air suatu

bahan dapat dirumuskan sebagai berikut (Brooker, 1974):

Untuk keperluan praktis, kadar air berbasis basah Ka (db) sering

digunakan karena dengan kisaran yang mudah dipahami (0 < Ka < 1), sedangkan

untuk keperluan perhitungan matematis cenderung menggunakan Ka (dk) karena

bilangan penyebut (pembagi yang konstan). Untuk kadar air berdasarkan berat

basah Ka (db), sering tanpa diberi keterangan (db) sedangkan untuk kadar air

13

berdasarkan berat kering Ka (dk), keterangan (dk) harus selalu disertakan

(Anonim, 2005).

2. Warna

Warna merupakan salah satu kriteria dari kualitas tanaman obat, karena

akan berhubungan dengan penilaian konsumen. Salah satu hal terpenting secara

visual yang dilihat adalah warna, khususnya warna hijau untuk herbal dari daun,

kuning kecoklatan pada jenis rimpang. Adanya perubahan warna, menunjukkan

kontrol yang kurang baik pada proses pengeringan (Hernani dan Nurjanah, 2009).

D. Pengering Rumah Kaca

Pengeringan dengan sinar matahari merupakan jenis pengeringan tertua,

dan hingga saat ini termasuk cara pengeringan yang populer di kalangan petani

terutama di daerah tropis. Sekarang sistem ini sudah diperbaharui dengan cara

pembuatan rumah kaca agar terhindar dari kontaminasi. Teknik pengeringan

dilakukan secara langsung maupun tidak langsung (dikeringanginkan), dengan

rak-rak maupun lantai semen atau tanah serta penampung bahan lainnya, namun

dalam keadaan tertutup

(http://software-komputer.blogspot.com/2008/04/pengawetan-dengan-cara-

pengeringan.html). Suhu udara pengering rata-rata berkisar antara 39 – 50 oC

untuk berbagai lokasi, dengan waktu pengeringan berkisar antara 4 – 5 jam

bergantung dari jenis produk yang dikeringkan

(http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/8259/1/30Leopold.pdf ).

Pengering rumah kaca beroperasi dengan prinsip kerja mengumpulkan

sinar matahari yang datang menembus kaca atau lapisan transparan di dalam suatu

ruangan. Panas yang terkumpul itu digunakan untuk mengeringkan bahan.

Melalui efek rumah kaca, sinar matahari yang masuk akan meningkatkan suhu

ruang pengering sehigga mempercepat pengeringan. Suhu dalam rumah kaca

dapat mencapai lebih dari 50ᴼ C (Victor, 2001).

Panas yang terjadi didalam pengering ERK (efek rumah kaca) sebagai

akibat dari energi gelombang pendek yang dipancarkan oleh matahari, diserap

benda yang ada didalamnya, sebagian energi ini diserap dan dipantulkan dalam

bentuk gelombang panjang yang tidak tembus penutup transparan. Lapisan

14

penutup transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari

masuk dan menyekat radiasi gelombang panjang

(http://yefrichan.wordpress.com/2011/01/29/efek-rumah-kaca-pada-pengering-surya/).

Jika matahari mengenai bahan tembus cahaya, maka sebagian sinar itu

diteruskan selain di serap dan dipantulkan kembali. Oleh karena itu penutup

transparan memerlukan bahan yang memiliki daya tembus (transmissivity) yang

tinggi dengan daya serap (absortivity) dan daya pantul (reflectivity) yang rendah

agar dapat memerangkap gelombang pendek sebanyak mungkin

(http://yefrichan.wordpress.com/2011/01/29/efek-rumah-kaca-pada-pengering-surya/).

(http://yefrichan.wordpress.com/2011/01/29/efek-rumah-kaca-pada-

pengering-surya/).

Untuk menjaga agar pengeringan tetap berlangsung, RH ruang pengering

harus dijaga pada tingkat yang memadai. Hal ini dapat dilakukan dengan menarik

keluar udara yang sudah jenuh dengan uap air keluar ruang pengering dengan

menggunakan kipas bertenaga listrik atau ventilator udara. Penggunaan ventilator

udara untuk membantu sirkulasi udara dalam proses pengeringan telah dilakukan.

Namun demikian pemakaian ventilator ini belum memberikan efek yang

signifikan dalam membantu proses pengeringan mengingat aliran udara masih

terlalu kecil (Amanah, 2008)

Perbandingan antara besarnya intensitas radiasi di dalam dan di luar rumah

kaca dari waktu ke waktu. Untuk lama pengeringan 5,5 jam dihasilkan intensitas

radiasi rata-rata yang masuk ke dalam rumah kaca sebesar 266,92 W/m2.

Intensitas radiasi sebesar ini digunakan untuk memanaskan udara di dalam rumah 15

kaca. Sedangkan intensitas radiasi rata-rata di luar rumah kaca mencapai 403,42

W/m2. Hal ini berarti bahwa tidak semua radiasi matahari ditransmisikan masuk

ke dalam rumah kaca, tetapi hanya sebesar 66,16% saja masuk ke dalam rumah

kaca. Sedangkan sisanya 33,84% dari intensitas radiasi matahari sebagian diserap

(absorpsi) dan sebagian dipantulkan (refleksi) oleh kaca.

E. Pengering Vakuum

Pengering vacuum adalah perangkat yang digunakan untuk proses

pengeringan dengan mengurangi tekanan di dalam ruang terisolasi. Pemisahan

dalam proses pengeringan adalah suatu kegiatan mengubah bahand ari fase awal

sebagai produk mentah yang solid, semipadat atau cair menjadi padat dengan

mengambil air yang dikandung produk keluar dari produk ke sekitarnya

(http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki-read_article.php?%20articleId=35)..

Penggunaan tekanan hampa untuk proses pengeringan akan memperkecil

kerusakan bahan karena suhu yang tinggi. Kelebihan pengeringan vakum

berdasarkan kenyataan bahwa pengeringan terjadi lebih cepat bila pada tekanan

yang lebih rendah. Pengeringan vakum adalah suatu unit operasi dalam proses

kimia dimana bahan yang mengandung uap air dikeringkan di bawah tekanan

atmosfer. Tekanan rendah menjadikan suhu pengeringan menjadi lebih rendah,

akan tetap tetap mempertahankan kualitas bahan (Pramudono (1986) dalam

Fadillah (2009)).

Pengeringan vakum merupakan pengeringan yang mampu mempercepat

laju pengeringan dengan memperbesar beda tekanan antara dalam dan luar bahan.

Kedua persamaan di atas merupakan persamaan pengeringan dan k merupakan

konstanta laju pengeringan yang memiliki satuan s-1 (Bakker-Arkema (1992)

dalam Fadillah (2009)).

Bila kita lihat dari persamaan (2.1) dan (2.2) di atas terdapat variabel k yang

merupakan konstanta laju pengeringan. Semakin besar perbedaan kadar air dan

waktu yang diperlukan semakin sedikit, maka variabel k akan semakin besar. Pada

16

pengering vakum, tekanan yang ada pada ruang vakum akan dikurangi sehingga

perbedaan tekanan antara ruang vakum dengan tekanan di dalam bahan semakin

besar. Perbedaan tekanan ini akan mempercepat laju perpindahan air dari dalam

bahan keluar bahan.

Chiralt et al. (1999) dalam Castello et al. (2008) mengatakan bahwa

dehidrasi dari suatu aplikasi tekanan vakum dapat meningkatkan prsoes produksi

yang dikarenakan pengurangan massa yang lebih besar jika dibandingkan dengan

perlakuan dengan memanfaatkan tekanan atmosfer.

Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan

bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan

tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya

secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran

(http://naynienay.wordpress.com/2007/12/01/pengeringan-cabinet-dryer/).

F. Cabinet Dryer

Menurut Suharto (1991), pengering tipe rak digunakan untuk

mengeringkan bahan hasil pertanian berupa biji-bijian. Bahan ditempatkan di

dalam bak yang pada bagian dasarnya berlobang untuk melewatkan udara panas.

Pengering kabinet memiliki sistem penghembusan udara panas dan kering.

Cara ini banyak digunakan di daerah yang mempunyai curah hujan dan

kelembapan yang cukup tinggi sehingga membutuhkan bantuan alat dalam

melakukan pengeringan.Alat pengering dibuat sedemikian rupa sehingga suhu dan

aliran udara dapat diatur. Keuntungannya adalah pengurangan kadar air dalam

jumlah besar dalam waktu yang relatif singkat. Pengaruh oksigen di udara

menyebabkan bahan mudah teroksidasi, perubahan yang sangat jelas adalah

perubahan warna dan bau dari simplisia tersebut (Hernani dan Nurjanah, 2009).

Cabinet drier terdiri dari suatu ruangan dimana rigen-rigen untuk produk

yang dikeringkan dapat diletakkan di dalamnya. Pengering kabinet biasanya

merupakan alat pengering yang paling murah pembuatannya, mudah dirawat, dan

sangat fleksibel dalam penggunaannya (Desrosier, 1988).

Dalam pengering kabinet, bahan tersebut ditaruh dalam wadah yang

tergantung pada jumlah bahan yang diperlukan untuk diproses karenanya

17

disesuaikan dengan ruang pengeringan.  Udara masuk melalui saluran inlet

atau daur ulang saluran udara lalu dipanaskan pada suhu yang diperlukan,

kemudian didistribusikan ke setiap sisi (cross-flow) atau bawah ke atas

dalam gerakan melingkar, sesuai dengan kebutuhan pengeringan tertentu

(http://www.process-heating.com/Articles/Drying_Files/2d307a801c268010Vg

nVCM100000f932a8c0____) . 

G. Temulawak

Temulawak memiliki nama ilmiahnya Curcuma xanthorrhiza ROXB sudah

tak asing bagi kita, baik sebagai bumbu dapur maupun obat-obatan. Begitu

akrabnya kita, sehingga tiap daerah di Indonesia mempunyai sebutan sendiri-

sendiri bagi temulawak . Nama-nama daerah bagi temulawaktersebut antara lain

halia (Aceh), bahing (Batak karo), sipadeh atau sipodeh (Sumatera Barat), Jahi

(Lampung), jae (Jawa), Temulawak(sunda), jhai (Madura), pese (Bugis) lali

(Irian).

Klasifikasinya ialah sebagai berikut.

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Monocotyledonae

Ordo : Zingiberales

Keluarga : Zingiberaceae

Genus : Curcuma

Spesies : Curcuma xanthorrhiza ROXB.

Temulawak merupakan tanaman obat berupa tumbuhan rumpun berbatang

semu. Di daerah Jawa Barat temulawak disebut sebagai koneng gede sedangkan di

Madura disebut sebagai temu lobak. Kawasan Indo-Malaysia merupakan tempat

dari mana temulawak ini menyebar ke seluruh dunia. Saat ini tanaman ini selain di

Asia Tenggara dapat ditemui pula di Cina, IndoCina, Bardabos, India, Jepang,

Korea, di Amerika Serikat dan Beberapa negara Eropa ( Sembiring,2007).

Tanaman ini berbatang semu dengan tinggi hingga lebih dari 1m tetapi

kurang dari 2m,merupakan metamorfosis dari daun tanaman berwarna hijau atau

coklat gelap. Akar rimpang terbentuk dengan sempurna dan bercabang kuat,

18

berukuran besar, bercabang-cabang, dan berwarna cokelat kemerahan, kuning tua

atau berwarna hijau gelap. Tiap batang mempunyai daun 2 – 9 helai dengan

bentuk bundar memanjang sampai bangun lanset, warna daun hijau atau coklat

keunguan terang sampai gelap, panjang daun 31 – 84 cm dan lebar 10 – 18 cm,

panjang tangkai daun termasuk helaian 43 – 80 cm, pada setiap helaian

dihubungkan dengan pelepah dan tangkai daun agak panjang,. sedangkan

bunganya berwarna kuning tua, berbentuk unik dan bergerombol yakni

perbungaan lateral. tangkai ramping dan sisik berbentuk garis, panjang tangkai 9 –

23cm dan lebar 4 – 6cm, berdaun pelindung banyak yang panjangnya melebihi

atau sebanding dengan mahkota bunga. Kelopak bunga berwarna putih berbulu,

panjang 8 – 13mm, mahkota bunga berbentuk tabung dengan panjang keseluruhan

4.5cm, helaian bunga berbentuk bundar memanjang berwarna putih dengan ujung

yang berwarna merah dadu atau merah, panjang 1,25 – 2cm dan lebar 1cm,

sedangkan daging rimpangnya berwarna jingga tua atau kecokelatan, beraroma

tajam yang menyengat dan rasanya pahit ( Sembiring,2007).

Temulawak tergolong tanaman herba, tegak, dapat mencapai ketinggian 40

– 100 cm dan dapat berumur tahunan. Batangnya berupa batang semu yang

tersusun dari helaian daun yang pipih memanjang dengan ujung lancip. Bunganya

terdiri dari tandan bunga yang berbentuk kerucut dengan kelopak berwarna putih

kekuningan.

Standar mutu temulawak untuk pasaran luar negeri adalah sebagai berikut

ini (Sembiring,2007):

1. Warna : kuning – jingga sampai coklat kuning – jingga

2. Aroma : khas wangi aromatis

3. Rasa : mirip rempah dan agak pahit

4. Kadar air maksimum : 12 %

5. Kadar abu : 3-7 %

6. Kadar pasir (kotoran) : 1 %

7. Kadar minyak atsiri (minimal) : 5 %

19

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Pelaksanaan Penelitian

1. Alat dan Bahan

a. Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat pengering

mekanis cabinet dryer, alat pengering rumah kaca, oven, pengering vakuum,

gelas ukur, cawan, alat pengecil ukuran, eksikator, dan plastik hitam untuk alas

bahan secara langsung pada pengeringan dengan menggunakan sinar matahari.

Alat ukur yang digunakan adalah timbangan analitik, termokopel. Colormeter,

alat uji tekan (Lyoid instrument test), Caliper, slicer, Penggaris, Komputer,

ADC (Analog Digital Converter), dan mistar.

b. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah temulawak dengan

kadar air umur 80-90% (varietas, asal, jumlah).

2. Proses Penelitian

a. Persiapan/Orientasi

Sebelum penelitian utama, terlebih dahulu dilakukan orientasi.

Orientasi bertujun untuk pengenalan alat secara lebih mendalam serta

mempelajari kemungkinan-kemungkinan yang bisa terjadi selama

berlangsungnya penelitian. Dengan Orientasi, diharapkan penelitian dapat

berjalan dengan lancar dan selesai pada waktu yang telah direncanakan.

b. Pelaksanaan Penelitian

Dalam penelitian ini, akan dilakukan berbagai metode pengeringan

dalam proses mendapatkan mocah dengan mutu paling baik. Metode

pengeringan yang dilakukan adalah dengan menggunakan alat pengering

mekanis cabinet dryer, pengeringan dengan menggunakan alat pengering

rumah kaca termodifikasi, dan pengeringan langsung di bawah sinar matahari.

Secara umum, prosedur penelitian yang dilakukan meliputi:

20

1) Penyortiran Basah dan Pencucian

Sortasi pada bahan segar dilakukan untuk memisahkan rimpang dari

kotoran berupa tanah, sisa tanaman, dan gulma. Setelah selesai, timbang

jumlah bahan hasil penyortiran dan tempatkan dalam wadah plastik untuk

pencucian.

Pencucian dilakukan dengan air bersih, jika perlu disemprot dengan

air bertekanan tinggi. Amati air bilasannya dan jika masih terlihat kotor

lakukan pembilasan sekali atau dua kali lagi. Hindari pencucian yang terlalu

lama agar kualitas dan senyawa aktif yang terkandung didalam tidak larut

dalam air.

Pemakaian air sungai harus dihindari karena dikhawatirkan telah

tercemar kotoran dan banyak mengandung bakteri/penyakit. Setelah

pencucian selesai, tiriskan dalam tray/wadah yang belubang-lubang agar

sisa air cucian yang tertinggal dapat dipisahkan, setelah itu tempatkan dalam

wadah plastik/ember.

2) Pengupasan Kulit

Pengupasan kulit dilakukan secara manual menggunakan pisau.

Setelah dikupas kulitnya, dipotong menjadi dua sampai empat bagian untuk

memudahkan perajangan.

3) Perajangan

Jika perlu proses perajangan, lakukan dengan pisau stainless steel

dan alasi bahan yang akan dirajang dengan talenan. Perajangan rimpang

dilakukan melintang dengan ketebalan kira-kira 7 mm – 8 mm

(Sembiring,2007). Setelah perajangan, timbang hasilnya dan taruh dalam

wadah plastik/ember. Perajangan dapat dilakukan secara manual atau

dengan mesin pemotong.

4) Pengeringan

Sebelum pengeringan, terlebih dahulu dilakukan penirisan terhadap

air rendaman. Dalam pengeringan, data yang diambil salah satunya adalah

data berat untuk mendapatkan data penurunan kadar air dan berat bahan.

Data penurunan kadar air ini, kemudian digunakan sebagai perhitungan

21

untuk menentukan laju pengeringan untuk masing-masing kondisi

pengeringan yang diberikan.

Pengeringan dilakukan dengan empat cara, yaitu dengan sinar

matahari, pengering rumah kaca, cabinet dryer, dan pengering vakum.

Pengeringan rimpang dilakukan selama 2 - 3 hari, atau setelah kadar airnya

dibawah 8%. Setelah pengeringan, timbang jumlah rimpang yang

dihasilkan

3. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan dengan empat

variasi metode pengeringan terhadap perubahan kualitas simplicia temulawak.

Variarsi metode pengeringan ini, yaitu jenur langsung, pengering rumah kaca,

pengering vakuum, dan cabinet dryer. Bahan dikeringkan adalah temulawak

dari kadar air 85-90% menjadi 8-10%. Data yang diukur, yaitu kadar air tiap

waktu selama pengeringan, suhu tiap waktu selama pengeringan, perubahan

tekstur temulawak tiap waktu selama pengeringan, dan penyusutan tebal dan

volume temulawak tiap waktu selama pengeringan. Pengukuran dilakukan

dengan tiga kali ulangan. Data yang diperoleh dianalisis dengan cara kinetika

perubahan kualitas dan analisis statistik menggunakan analisis varian one way

(Anova) untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan.

4. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium SATOP, Laboratorium TLBP,

Laboratorium TPP lantai 5, dan lantai jemur lantai 4 di Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

5. Waktu Penelitian

Penelitian akan mulai dilaksanakan bulan Februari 2011 sampai dengan bulan

April 2011.

B. Cara Analisa Data

1. Kinetika perubahan mutu

a) Uji perubahan kadar air simplisia temulawak tiap waktu selama pengeringan

dari empat metode pengeringan

22

Untuk analisis perubahan kadar air pada bahan yang memiliki kadar

air tinggi digunakan dua metode, yaitu pada periode laju menurun dan

periode laju konstan. Untuk mengetahui titik terjadinya laju menurun dan

laju konstan dibuat grafik hubungan antara kadar air dan waktu sehingga

akan tergambarkan perubahan periode laju pengeringan.

Metode pertama, yiatu perhitungan perubahan kadar air pada laju

konstan didasarkan dari persamaan . Untuk mendapatkan kadar air

prediksi digunakan rumus Mpred = -kt + Mo. Nilai k didapat dari nilai slope

grafik hubungan waktu (menit) vs (Mt-Mo).

Metode kedua, yaitu perhitungan perubahan kadar air pada periode

laju konstan dilakukan dengan cara mencari nilai Me dahulu. Untuk mencari

nilai Me dilakukan dengan diambil tiga titik pengambilan data terakhir,

yaitu saat kadar air telah mengalami sedikit penurunan atau mulai konstan.

Untuk mencari nlai konstanta laju pengeringan (k) dibuat grafik

hubungan ln atau ln MR vs lama pengeringan (menit) yang

kemudian nilai slope dari grafik tersebut adalah nilai k. Nilai k dapat

didapatkan dari rumus berikut.

ln = -kt

Untuk menentukan nilai kadar air prediksi digunakan persamaan berikut ini.

= e-kt

Mpred= [(e-kt)(Mo-Me)]+Me

b) Uji perubahan suhu simplisia temulawak tiap waktu selama pengeringan

dari empat metode pengeringan

23

Tpred= Ns (To-Tl)+Tl dimana

c) Uji tekstur (uji tekan) simplisia temulawak dari empat metode pengeringan.

1) Membuat grafik dari data hasil pengamatan.

2) Menentukan nilai Voltage (V) untuk tegangan dan regangan dari

grafik.

3) Menentukan nilai kaliberasi, dimana kaliberasi yang dipakai:

m (kg) = 1,4263 V – 0,1895 untuk V (tegangan)

δ (mm) = 0,84 V + 0,3366 untuk V (regangan)

4) Menentukan nilai luas penampang (A)

5) Menentukan nilai gaya tekan maksimal (F), dengan persamaan:

F = m x g

6) Menentukan nilai tegangan (σ), dengan persamaan:

7) Menentukan nilai regangan (ε), dengan persamaan:

8) Menentukan nilai modulus elastisitas (E), dengan persamaan:

Pengambilan data dilakukan selama proses pengeringan dengan persamaan

ln = -kt

d) Uji penyusutan tebal dan volume simplisia temulawak dari empat metode

pengeringan

1) Sampel contoh uji penyusutan tebal dan volume simplisia temulawak

dilakukan dengan 3 ulangan dengan ukuran 1 x 1 x 0,7 cm.

2) Contoh uji diukur dimensi awal (panjang, lebar, tinggi) lalu

dikeringkan dan diukur dimensi akhir.

24

3) Penyusutan dihitung dengan rumus

Pengambilan data dilakukan selama proses pengeringan dengan persamaan

analisis

ln = -kt

ln = -kt

2. SPSS

a) Analisis Data Kadar Air

Perubahan kadar air dianalisis pada titik pengambilan, yaitu pada titik pusat.

Data ini selanjutnya dievaluasi dengan SPSS 15 menggunakan metode one

way anova. Metode ini untuk melihat ada tidaknya perbedaan yang nyata

pada data sehingga apabila tidak ditemukan perbedaan yang nyata maka

nilai kadar air dapat dirata-rata menjadi satu nilai saja. Kadar air bahan hasil

obserbai ini selanjutnya diplot dalam grafik KA vs t sehingga akan terlihat

laju konstan dan laju menurun selama pengeringan bahan. Konstanta laju

pengeirngan (k) dianalisis dengna menggunakan persamaan

dM/dt = k(M-Me)

yang dapat diubah menjadi model persamaan

(M-Me)/Mo-Me) = e-kt

Dari persamaan tersebut akan didapatkan nilai k yang bisa didapat dari

perhitungan Microsof Excel.

Selanjutnya untuk mengetahui tingkat validitas antara kadar air obesrvasi

dengan prediksi, maka keduanya diplotkan dalam grafik dan ditentukan nilai

R2 yang menunjukkan koefisien determinasi serta menggunakan SPSS 15

dengan pengujian regression.

b) Analisis Data Perubahan Suhu

Perubahan suhu bahan dianalisis pada titik pengambilan, yaitu pada titik

pusat. Data ini selanjutnya dievaluasi dengan SPSS 15 menggunakan

25

metode one way anova. Metode ini untuk melihat ada tidaknya perbedaan

yang nyata pada data sehingga apabila tidak ditemukan perbedaan yang

nyata maka nilai suhu bahan dapat dirata-rata menjadi satu nilai saja.

Konstanta perpindahan panas (h) didapat dengan grafik plot rasio perubahan

suhu dan persamaan berikut.

e-kt

Persamaan ini digunakan karena perpindahan pada slice temulawak sebagai

biji tunggal dimana suhu di semua titik dianggap seragam.

Jika nilai h diketahui maka dapat digunakan untuk menentukan suhu

prediksi tiap interval waktu pengeringan. Selanjutnya untuk mengetahui

tingkat validitas antara suhu obesrvasi dnegan prediksi, maka keduanya

diplotkna dalam grafik dan ditentukan nilai R2 yang menunjukkan koefisien

determinasi.

26